KEMAGNETAN A. Bahan Magnetik dan Bukan Magnetik

BAHAN AJAR
KEMAGNETAN
A. Bahan Magnetik dan Bukan Magnetik
Benda-benda yang dapat ditarik magnet digolongkan sebagai bahan magnetik, sedang
yang tidak dapat ditarik magnet digolongkan sebagai bahan non magnetik atau bukan
magnetik. Benda yang ditarik kuat oleh magnet disebut benda ferromagnetik, contohnya
besi, baja, nikel, dan kobalt. Benda yang ditarik lemah oleh magnet disebut benda
paramagnetik. Contohnya platina, tembaga dan garam. Benda yang tidak ditarik magnet
disebut diamagnetik. Contohnya timah, alumunium, emas, dan bismuth.
Benda yang sulit dibuat magnet disebut magnet keras, sulit dibuat magnet tetapi sekali
dibuat magnet akan menjadi magnet yang sangat kuat (magnet permanen). Contoh bahan ini
adalah baja. Sedangkan besi dapat dengan mudah dibuat magnet, tetapi sifat kegnetannya
mudah hilang. Karena itu besi termasuk magnet sementara.
Setiap benda pada dasarnya terdiri dari magnet-magnet elementer, namun pada magnet
letak magnet-magnet elementer ini teratur . Prinsip membuat magnet adalah mengubah
susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi teratur.
(A)
(B)
Gambar 1. A. Susunan magnet elementer besi/baja sebelum menjadi magnet
B. Susunan magnet elementer besi/baja setelah menjadi magnet
Ada tiga cara membuat magnet ;
1. Menggosok
Besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap, maka besi akan menjadi
magnet.
Gambar 2. Membuat Magnet dengan Cara Menggosok
Dengan cara menggosok ujung terakhir gosokan akan mempunyai kutub yang
berlawanan dengan ujung kutub magnet yang menggosoknya.
2. Induksi
Besi dan baja dapat dijadikan magnet dengan cara induksi magnet, dengan cara
mendekatkan dengan magnet.
Gambar 3. Membuat Magnet dengan Cara Induksi
3. Elektromagnet
Membuat magnet dengan menggunakan arus listrik disebut elektromagnet.
Gambar 4. Membuat Magnet dengan Cara Elektromagnet.
BAHAN AJAR
Pada elektromagnet, makin banyak lilitan dan makin besar arus listrik yang mengalir, makin
besar medan magnet yang dihasilkan. Selain itu medan magnet yang dihasilkan
elektromagnet juga tergantung pada inti besi yang digunakan. Makin besar (panjang) inti
besi yang berada dalam solenoida, makin besar medan magnet yang dihasilkan
elektromagnet. Jadi kemagnetan sebuah elektromagnet bergantung besar kuat arus yang
mengalir, jumlah lilitan, dan besar inti besi yang digunakan.
Beberapa keunggulan elektromagnet antara lain sebagai berikut.
a. Kemagnetannya dapat diubah-ubah dari mulai yang kecil sampai yang besar dengan cara
mengubah salah satu atau ketiga dari kuat arus listrik, jumlah lilitan dan ukuran inti besi.
b. Sifat kemagnetannya mudah ditimbulkan dan dihilangkan dengan cara memutus dan
menghubungkan arus listrik menggunakan sakelar.
c. Dapat dibuat berbagai bentuk dan ukuran sesuai dengan kebutuhan yang dikehendaki.
d. Letak kutubnya dapat diubah-ubah dengan cara mengubah arah arus listrik.
Kegunaan Elektromagnetik
1. Bel listrik
2. Relai
3. Telepon
4. Katrol listrik
C. Konsep Kutub Magnet
Gaya tarik magnet terkuat pada kutub-kutubnya, kutub-kutub magnet terdiri atas kutub utara
da selatan. Kutub utara mengarah ke arah utara Bumi, kutub selatan mengarah ke arah
selatan Bumi. Kutub yang senama akan tolak menolak, sedangkan kutub yang belainan akan
tarik menarik.
D. Garis-garis Gaya Magnet
Jika di sekitar magnet batang diletakkan benda-benda magnetik, benda-benda itu akan
ditarik oleh magnet. Makin dekat dengan magnet, gaya tarik yang dialami benda makin
kuat. Makin jauh dari magnet makin kecil gaya tarik yang dialami benda. Ruang di sekitar
magnet yang masih terdapat pengaruh gaya tarik magnet disebut medan magnet. Garis-garis
yang menggambarkan pola medan magnet disebut garis-garis gaya magnet. Garis-garis gaya
magnet tidak pernah berpotongan satu sama lainnya. Garis-garis gaya magnet keluar dari
kutub utara, masuk (menuju) ke kutub selatan. Makin banyak jumlah garis-garis gaya
magnet makin besar kuat medan magnet yang dihasilkan.
Gambar 5. Garis-garis Gaya Magnet
E. Kemagnetan Bumi
Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis lengkung yang berasal dari kutub
selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet bumi tidak tepat menunjuk arah utara-selatan
geografis. Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet bumi
yang menyimpang terhadap arah utara-selatan geografis.
Gambar 6. Letak Magnet Bumi
BAHAN AJAR
Kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat menunjuk arah utara
dengan tepat. Penyimpangan jarum kompas itu terjadi karena letak kutub-kutub magnet
bumi tidak tepat berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang terhadap letak kutub bumi.
Hal ini menyebabkan garis-garis gaya magnet bumi mengalami penyimpangan terhadap
arah utara-selatan bumi. Akibatnya penyimpangan kutub utara jarum kompas akan
membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut yang dibentuk oleh
kutub utara jarum kompas dengan arah utara-selatan geografis disebut deklinasi Sudut yang
dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi
Gambar 7. Deklinasi
Gambar 8. Inklinasi
F. Medan Magnetik di Sekitar Kawat Berarus
Perubahan arah arus listrik ternyata memengaruhi perubahan arah penyimpangan jarum
kompas. Perubahan jarum kompas menunjukkan perubahan arah medan magnet. Jika arah
arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub selatan menuju kutub utara,
kutub utara jarum kompas menyimpang berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Jika
arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju kutub
selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran jarum jam.
Gambar 9. Di sekitar kawat berarus terdapat medan magnet
Arah medan magnet yang ditimbulkan arus listrik dapat diterangkan melalui aturan atau
kaidah berikut. Anggaplah suatu penghantar berarus listrik digenggam tangan kanan.
Gambar 10. Arah Medan Magnet Menurut Kaidah Tangan Kanan
G. Gaya Lorentz
Interaksi medan magnet dari kawat berarus dengan medan magnet tetap akan menghasilkan
gaya magnet. Pada peristiwa ini terdapat hubungan antara arus listrik, medan magnet tetap,
dan gaya magnet, besar gaya Lorentz dirumuskan.
F = gaya Lorentz satuan newton (N)
B = kuat medan magnet satuan tesla (T).
l = panjang kawat satuan meter (m)
I = kuat arus listrik satuan ampere (A)
Gambar 11. Menentukan arah gaya Lorentz